DE69731225T2

DE69731225T2 - Chirurgisches handstück

Info

Publication number: DE69731225T2
Application number: DE69731225T
Authority: DE
Inventors: Joseph John WEIDENBENNER
Original assignee: Bausch and Lomb Inc
Current assignee: Bausch and Lomb Inc
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: WO1998008452A1; CN1235528A; CA2264659A1; ES2222518T3; CA2264041C; AU4329997A; CN1235535A; CA2264041A1; EP1006892A4; DE69734592D1; AU720530B2; EP1704839A1; DE69734592T2; EP0951241A4; CA2264040C; JP4551423B2; EP0955899A1; EP0929263A4; CA2264663A1; AU4240197A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein mikrochirurgische und ophthalmische Systeme und insbesondere ein Handstück für chirurgische Augenschere "vertikaler" Ausführung, wobei das Handstück über einen durch Fußschalter gesteuerten Linear--Solenoidmotor aktiviert wird, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Handstückes.
Stand der Technik
Gegenwärtige ophthalmische mikrochirurgische Systeme stellen ein chirurgisches Instrument oder mehrere chirurgische Instrumente bereit, das oder die mit einem Schaltpult verbunden ist oder sind. Die Instrumente werden oft elektrisch oder pneumatisch betrieben und das Schaltpult stellt elektrische Steuersignale oder Fluiddruck-Steuersignale zum Betreiben der Instrumente bereit. Das Schaltpult umfasst üblicherweise mehrere verschiedene Arten von durch den Menschen bedienbaren Schaltelementen zum Erzeugen der Steuersignale, die an das chirurgische Instrument angelegt werden. Häufig verwendet der Chirurg ein Fußschalter-Schaltelement, um die chirurgischen Instrumente fernzusteuern.
Die Verwendung von intraokularen Operationsscheren ist hinlänglich bekannt. Wohingegen manuell betriebene Scheren weltweit noch immer weit verbreitet sind, haben sie den Nachteil, dass sie den menschlichen Beschränkungen hinsichtlich von Schnelligkeit und Genauigkeit unterworfen sind. Die Verwendung von chirurgischen Scheren mit elektromotorischem Antrieb ist ebenso weit verbreitet. Mit Elektromotoren betriebene Scheren werden auf der Grundlage der Antriebsart in zwei hinlänglich bekannte Arten unterschieden, nämlich in solche, die durch Solenoid betätigt werden, und solche, die durch einen Gleichstrommotor oder eine Proportionalregelung angesteuert werden.
Die meisten intraokularen Scheren haben konstruktive Ähnlichkeiten mit einem Paar Schneidklingen, die sich von dem Ende einer röhrenförmigen "Nadel", wobei eine Klinge feststehend ist und sich das andere, gegenüberliegende Klingenende zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Position in Bezug auf die feststehende Klinge hin- und herbewegt. Diese Hin- und Herbewegung wird durch die Wirkung eines der erwähnten Antriebssysteme erreicht, wie zum Beispiel durch einen manuellen oder elektromotorischen Antrieb.
Elektromotorische Antriebe, ausgeführt als Rotationsantriebe oder als Linear-Solenoidantriebe, aktivieren das Schließen der Schere durch kontrollierten Übergang der Motorenergie auf die bewegliche Klinge. Die Schere kann von "vertikaler" Ausführung sein (Tafelschere oder Parallelschere), von abgewinkelter Form oder "horizontaler" Ausführung oder von anderer Ausführung, oder der Antrieb kann genutzt werden, um andere Instrumente neben Scheren zu betreiben, die ähnlich arbeiten.
Der Linear-Solenoidantrieb stellt eine Hin- und Herbewegung bereit, bei der die elektrische Betätigung eines Solenoids bewirkt, dass sich die bewegliche Klinge in die geschlossene Stellung in Bezug auf die feststehende Klinge bewegt und dass sie danach, üblicherweise durch die Wirkung einer Feder in dem Drehgelenk der Schere, in die geöffnete Stellung zurückkehrt. Ein Beispiel eines Handstückes einer solchen Ausführung wird in dem auf Lo et al erteilten US-Patent Nummer 5,275,607 beschrieben und entspricht dem Vorspruch zu Anspruch 1.
Es ist charakteristisch für solenoidbetätigte Scherenhandstücke, dass die bereitgestellte Schneidwirkung aufgrund der raschen Auslösung des Solenoidplungers oder Solenoidkolbens eine rasche, schneidende Wirkung bereitstellt. Somit ist ein durch Solenoid betätigtes Handstück geeignet für Verwendung mit einer Operationsschere der bekannten Tafelscherenausführung, wie zum Beispiel (als lediglich ein Beispiel) die gegenwärtig von der STORZ^® Ophthalmic Instruments Co. unter dem Warenzeichen ERGOTEC als Artikel Nummer E8700 angebotene Scherenspitze.
Wenn im Unterschied dazu eine kontrolliertere Wirkung des Instrumentes erforderlich ist, wie zum Beispiel für sorgfältiges Schneiden oder Abklemmen, wird normalerweise eine Ausführung mit Proportionalmotor und durch diesen erzeugte inkrementelle Bewegung bevorzugt. Somit ist die Proportionalmotorsteuerung, wie sie zum Beispiel durch einen Schrittmotor bereitgestellt wird, für Verwendung geeignet, wenn das Operationsinstrument eine Zange oder eine herkömmliche "horizontale" Augenschere oder ein ande res Instrument (zum Beispiel ERGOTEC Tip E8500 oder E8600) ist. Somit ist das neue, hierin beschriebene Handstück zur Anwendung mit einem Solenoidmotor in der Lage, eine bekannte chirurgische Instrumentenspitze zu verwenden, ohne dass das Instrument geändert oder angepasst werden muss.
Ein Beispiel einer bekannten Proportionalsteuerung/eines bekannten Handstückes wird in dem auf Wang et al. für eine pneumatische Schneidvorrichtung erteilten US-Patent Nummer 4,757,814 beschrieben. Wenngleich diese Vorrichtung als von proportionaler Ausführung beschrieben wird, umfasst sie jedoch ein Solenoidventil, das durch ein selektiv veränderliches elektrisches Signal betätigt wird, das von einer Stromversorgung erzeugt und durch ein Potentiometer gesteuert wird, das wiederum durch einen Fußschalter betätigt wird.
Eine Schwierigkeit, die bei der Herstellung von durch Linear-Solenoid betätigten Handstücken für chirurgische Instrumente auftritt, betrifft die Unbeständigkeit bei den Produktmaßen, die mit Notwendigkeit bei der Herstellung von Teilen auftritt. Die Abweichungen, die hier insbesondere ein Problem darstellen, sind Unterschiede in der Länge des Solenoidkolbens und der Länge des Betätigungsstiftes bei chirurgischen Instrumenten zum Einsatz in der Augenchirurgie. Abweichungen zwischen einzelnen Teilen können selbst bei einem neuen Instrument zu Funktionsverlust oder zu Verschleiß oder zu nicht ordnungsgemäßem Betrieb oder zu vorzeitigem Ausfall führen, da der Antriebskolben nicht an den Betätigungsstift heranreicht oder der Betätigungsstift zu stark betätigt wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Kopfstück zum Verbinden eines chirurgischen Instrumentes gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Handstück für Betätigung eines mit dem Handstück verbundenen linear betätigten chirurgischen Instrumentes bereitgestellt, das umfasst: ein Gehäuse mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende sowie eine durchgängige Seitenwand, sich erstreckend von dem ersten Ende des Gehäuses zu dem zweiten Ende des Gehäuses;

ein Linear-Betätigungselement, welches ein Solenoid ist, der ein nach vorn gerichtetes, mit Außengewinde versehenes Ende beinhaltet, das wirkend in dem Gehäuse gesichert wird;
ein an dem ersten Ende des Gehäuses befestigtes Kopfstück, angepasst für Verbindung mit einem chirurgischen Instrument;
wobei das zweite Ende des Gehäuses umschlossen und flüssigkeitsdicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfstück gemäß Definition in einem der Ansprüche 1 bis 4 an dem Linear-Betätigungselement in einer vorgewählten, kalibrierten Position in Bezug auf die Längsachse des Linear-Betätigungselementes befestigt ist.

Das Linear-Betätigungselement ist ein Solenoid, vorzugsweise ein Solenoid des Schub-Typs. Das Linear-Betätigungselement kann ein nach vorn gerichtetes Ende des Kolbens des Linear-Betätigungselementes mit einer nach hinten gerichteten Spitze eines Betätigungsstiftes eines mit dem Kopfstück verbundenen chirurgischen Instrumentes umfassen. Ein solches Handstück kann montiert werden durch:

a) Einbau der Gleitsitzdichtung und Eindrücken der Presssitzscheibe in das Kopfstück;
b) einstellbares Einführen eines nach vorn gerichteten Endes des Linear-Betätigungselementes in das Kopfstück;
c) Einführen des Kolbens des Linear-Betätigungselementes in ein nach hinten gerichtetes Ende des Kopfstückes;
d) Halten des Kolbens des Linear-Betätigungselementes in der eingeführten Position in dem Kopfstück;
e) Kalibrieren der Längsstellung des Linear-Betätigungselementes in Bezug auf das Kopfstück, wobei die Längsstellung benötigt wird, um wirkenden Kontakt des Kolbens des Linear-Betätigungselementes mit einem Betätigungsstift eines chirurgischen Instrumentes, das mit dem Kopfstück verbunden werden kann, zu erreichen; und
f) Befestigen der Längsstellung des Linear-Betätigungselementes an der kalibrierten Einstellung.

Das erfindungsgemäße solenoidbetätigte Handstück, einschließlich des einzigartigen Kopfstück-Elementes des Handstückes, und das Verfahren der Montage des neuen Handstückes sprechen direkt das Problem von Abmaßen maschinell bearbeiteter Teile an und stellen ein verbessertes solenoidbetätigtes Handstück für ophthalmische chirurgische Instrumente bereit, wobei das Handstück eine erhöhte Zuverlässigkeit und Haltbarkeit aufweist.
Wenngleich es insbesondere für Verwendung mit ophthalmischen Instrumenten bestimmtist, kann das Handstück der neuen Ausführung ebenso für andere Arten elektrisch betriebener chirurgischer Instrumente gut geeignet sein. Wenngleich die Beschreibung in Bezug auf eine vertikale ophthalmische Schere erfolgt, ist nicht beabsichtigt, das neue Handstück und das Kopfstück desselben im Gebrauch dergestalt einzuschränken. Wenngleich darüber hinaus das Handstückelement hierin konkret in Bezug auf das neue Handstück als Ganzes beschrieben wird, ist sicherlich vorstellbar, das Kopfstück bei Herstellung genau nach Beschreibung bzw. mit angemessenen und geeigneten Abänderungen mit anderen Arten von Handstücken zu nutzen. Solange das Kopfstück mit anderen Worten mit einem Linear-Solenoidbetätigungselement in einer vorgewählten Position verbunden werden kann und solange es funktionsfähig mit einem chirurgischen Instrument verbunden werden kann, gilt es als in den Geltungsbereich der Erfindung fallend.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das neue Handstück im Vergleich zu bekannten Geräten einfach in der Konstruktion ist und dass es demzufolge relativ einfach und wirtschaftlich in der Herstellung ist. Darüber hinaus soll das neue Handstück durch einen an eine neue modulare, elektronische Steuereinheit gemäß Beschreibung an anderer Stelle anschließbaren Fußschalter gesteuert werden.
Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben:
1 ist eine perspektivische Ansicht einer mikrochirurgischen Steuerung zur Anwendung mit ophthalmischen mikrochirurgischen Instrumenten und umfassend eine Vielzahl von Steuermodulen unter Verwendung einer Vielzahl von chirurgischen Handstücken gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Seitenaufriss eines Scherenhandstückes, das die vorliegende Erfindung verkörpert, fast vollständig montiert.
3 ist ein Seitenaufriss eines Kopfstückes des Handstückes aus 2.
4 ist eine Draufsicht des Kopfstückes aus 3.
5 ist eine Unteransicht des Kopfstückes aus 3.
5A ist ein schematischer Seitenaufriss des Kopfstückes des Handstückes aus 2, für bessere Übersichtlichkeit vergrößert, und zeigt die Innenkonturen im Phantombild.
6 ist ein auseinandergezogener Seitenaufriss des Handstückes aus 2, wobei die Schere der besseren Übersichtlichkeit wegen weggelassen wurde.
7 ist ein Riss entlang der Linie 7–7 von 6 und zeigt die internen Aspekte des Handstückes und der Netzkabelverbindung, wobei die Verdrahtung der besseren Übersichtlichkeit wegen beiseite verlegt wurde.
8 ist eine perspektivische Zeichnung eines Endstückes des Handstückes aus 2, der besseren Übersichtlichkeit wegen vergrößert.
9 ist eine schematische Seitenansicht des Kopfstückes und einer Solenoidbaugruppe des Handstückes aus 2, der besseren Übersichtlichkeit wegen vergrößert, und zeigt die Position des nicht betätigten Solenoidkolbens als Phantombild.
Art(en) der Ausführung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen, in denen gleiche Verweisziffern gleiche Teile bezeichnen, veranschaulicht 1 ein mikrochirurgisches Steuerungssystem, allgemein mit 1 bezeichnet, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt umfasst das Steuerungssystem 1 eine Rechnereinheit 3 mit einem Flachbildschirm 5, einer Basiseinheit 7, die eine Vielzahl von Modulen 13 enthält, und Peripheriegeräte, wie zum Beispiel eine Fußschalter-Baugruppe 15 und eine motorische intravenöse (IV) Polbaugruppe 17 (jede jeweils mit ihrer jeweiligen Verweisziffer bezeichnet). Jedes der in der Basiseinheit 7 untergebrachten Module 13 steuert wenigstens ein ophthalmisches mikrochirurgisches Instrument 19 zur Anwendung durch einen Chirurgen bei der Durchführung verschiedener augenchirurgischer Verfahren.
Wie nach dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist, umfasst die Augenchirurgie die Verwendung einer Reihe verschiedener Instrumente 19 zur Durchführung verschiedener Funktionen. Diese Instrumente 19 sind unter anderem Vitrektomie-Schneidwerkzeuge, Phakoemulsifikations- oder Phakofragmentations-Handstücke, elektrische Mikroscheren, faseroptische Beleuchtungssysteme, Koagulations-Handstücke und andere bekannte mikrochirurgische Instrumente. Um die Leistung der Instrumente 19 während des chirurgischen Eingriffes zu optimieren, unterscheiden sich ihre Betriebsparameter zum Beispiel nach dem konkreten durchzuführenden Verfahren, den unterschiedlichen Phasen des Verfahrens, den persönlichen Vorzügen des Chirurgen, danach, ob das Verfahren in dem vorderen oder dem hinteren Augenabschnitt des Patienten durchgeführt wird, und so weiter.
Wie in 1 gezeigt wird das Steuerungssystem 1 von einem Instrumentenwagen, allgemein mit 21 bezeichnet, getragen. Vorzugsweise umfasst der Wagen 21 eine Instrumentenschale oder Mayo-Schale 25, die automatisierte IV-Polbaugruppe 17, ein Lagerfach 27 zum Verstauen der Fußschalter-Baugruppe 15, Wegwerfbeutel und andere Posten, eine Öffnung 33 zum Unterbringen einer Erweiterungs-Basiseinheit (in 1 nicht gezeigt) und Laufrollen 35. Die Basiseinheit 7 und die Rechnereinheit 3 sind vorzugsweise wie in 1 gezeigt auf dem Instrumentenwagen angeordnet und die Mayo-Schale 25 ist an einem Gelenkarm (nicht gezeigt) befestigt, der oben an dem Instrumentenwagen 21 angebracht ist, direkt unterhalb der Basiseinheit 7. Der Instrumentenwagen 21 trägt weiterhin einen Fernsteuerungssender, allgemein mit 39 bezeichnet, zur Anwendung in dem Fernsteuerungssystem 1.
Die Module 13 in der Basiseinheit 7 enthalten Steuerschaltkreise für die verschiedenen mikrochirurgischen Instrumente 19, so dass der Systemanwender in der Lage ist, das Steuerungssystem 1 für optimierte Nutzung durch den Chirurgen zu konfigurieren. Die Module 13 umfassen Anschlüsse oder Anschlussstellen, mit denen ein mikrochirurgisches Instrument oder mehrere mikrochirurgische Instrumente 19 an ein jedes Modul 13 angeschlossen wird oder werden, und den notwendigen Steuerschaltkreis zur Steuerung des Betriebes des jeweiligen Instrumentes bzw. der jeweiligen Instrumente 19, die daran angeschlossen ist oder sind. Somit konfiguriert der Anwender das Steuerungssystem 1 durch Einführen der gewünschten Module 13 in die Basiseinheit 7 so, dass eine konkrete Präferenz des Chirurgen erfüllt wird, um ein jedes der Instrumente 19 so zu steuern, wie dies für ein bestimmtes chirurgisches Verfahren erforderlich ist, bzw. um das System 1 auf andere Weise für die Nutzung durch den Chirurgen zu optimieren. Unter Bezugnahme auf 2 bis 9 der Zeichnungen und anfangs unter Bezugnahme auf 2 und 6 bezeichnet 1810 allgemein ein Handstück, das nach der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und das die vorliegende Erfindung verkörpert. Vorzugsweise ist das Handstück 1810 zur Nutzung mit einem Modul 13 und insbesondere mit einem Scherenmodul 3 bestimmt, das in der gleichzeitig anhängenden Patentanmeldung ausführlicher beschrieben wird, die hiermit per Verweis in die vorliegende Anmeldung eingearbeitet wird. Das Handstück 1810 besteht im Grunde genommen aus einem zentralen Gehäuse 1812 mit einem Kopfstück 1814, verbunden an dem nach vorn gerichteten oder Arbeitsende der Gehäuses 1812, und einem Endstück 1816, verbunden an dem gegenüberliegenden, nach hinten gerichteten Ende des Gehäuses 1812. In dieser gesamten Patentbeschreibung bezieht sich der Ausdruck "nach vorn gerichtet" auf das Ende des Handstückes 1810, mit dem ein chirurgisches Instrument wirkend verbunden ist, und der Ausdruck "nach hinten gerichtet" bezieht sich auf das Ende des Handstückes, an das ein Stromkabel 1820 zu einem Steuergerät angeschlossen ist.
Das Gehäuse 1812 ist vorzugsweise gestreckt und zylindrisch wie gezeigt, es kann jedoch auch andere allgemeine Formen annehmen, solange die Konstruktion auf geeignete Weise damit in Einklang steht, von Hand (oder vorstellbar und alternativ durch eine Robotergreifhand, die als die Hand des Chirurgen funktioniert) gegriffen zu werden und einen Linear-Solenoidmotor aufzunehmen und (vorzugsweise durch Presspassung) mit dem noch zu beschreibenden Endstück 1816 und dem Kopfstück 1814 verbunden zu werden.
Das Endstück 1816 ist vorzugsweise einteilig und besteht aus Edelstahl. Es sind jedoch auch andere Werkstoffe und Ausführungen vorstellbar. Normalerweise ist das Endstück kreisförmig im Querschnitt, um gut in das nach hinten gerichtete Ende des Gehäuses 1812 einzugreifen und um dieses gut abzudichten. Wenn die Querschnittsform des Gehäuses jedoch verändert wird, kann eine entsprechende Änderung in das Endstück eingearbeitet werden, um sichere, flüssigkeitsdichte Passung zwischen den beiden Teilen zu gewährleisten.
In 8 in seiner bevorzugten Form vergrößert gezeigt, hat das Endstück 1816 eine röhrenförmige Erweiterung 1822, mit der eine Kabelzugentlastung 1818 (in 2 und 6 gezeigt) verbunden ist, die sich nach hinten erstreckt und ein herkömmliches Stromkabel 1820 (das mit dem bereits erwähnten Steuermodul 13 verbunden ist) aufnimmt und dieses gegen Zug und Beanspruchung durch Verdrehen, Ziehen und Biegen bei normalem Gebrauch des Handstückes 1810 schützt. Die Kabelzugentlastung 1818 ist wünschenswerterweise aus Silikon oder aus einem anderen geeignet biegsamem Material ausgebildet, das stark und doch etwas flexibel ist und das vorzugsweise auf die Erweiterung 1822 aufgepresst oder auf andere Weise als Muffe darauf angebracht wird und problemlos zu reinigen ist.
Die röhrenförmige Erweiterung 1822 des Endstückes 1816 schneidet und ist aneinanderliegend an einen Zwischenabschnitt 1824, der an dem nach vorn gerichteten Ende desselben mit einem Flansch 1826 bereitgestellt wird, der an das nach hinten gerichtete ringförmige offene Ende des Gehäuses 1812 angrenzt. Von dem Flansch 1826 erstreckt sich ein zylindrischer Einsatzabschnitt 1828 nach vorn, der ausreichend groß ist, um per Presspassung in das nach hinten gerichtete Ende 1832 des Gehäuses 1812 zu passen. Der Einsatzabschnitt 1828 des Endstückes 1816 ist mit einer ringförmigen Nut 1830 versehen, die als Sitz für einen herkömmlichen O-Ring (nicht gezeigt) dient, um dadurch weiterhin flüssigkeitsdichte Abdichtung mit der Innenwand des nach hinten gerichteten Endes des Gehäuses 1812 sicherzustellen. Sicherlich sind andere Konstruktionen für das Endstück 1818 geeignet, die annehmbar dem Zweck der Umhausung des Endstückes (Stromkabelende) des Gehäuses 1812 dienen und die gleichzeitig Zugentlastung für das Stromkabel 1820 bereitstellen.
Das nach hinten gerichtete Ende 1832 des Gehäuses 1812 wird als etwas kegelförmig, axial nach innen gerichtet in Bezug auf den Hauptkörper des Gehäuses veranschaulicht. Wenngleich diese Ausführung bevorzugt wird, sind andere Formen für diesen Bereich der Vorrichtung 1810 geeignet, die die Funktion der Vorrichtung nicht wesentlich beeinträchtigen.
Weiterhin wird das Gehäuse 1812 bevorzugterweise aus Edelstahl ausgebildet, jedoch sind natürlich auch andere vorhandene und möglicherweise zu entwickelnde Werkstoffe geeignet, wenn der Werkstoff stark und dauerfest ist und wiederholt desinfiziert werden kann, was nach dem medizinischen Verfahren, für das das Handstück 1810 verwendet wird, erforderlich sein kann. Falls gewünscht, kann das Gehäuse 1812 mit einer Be schichtung versehen werden, zum Beispiel aus einem Elastomer, das durch Pressen oder auf andere Weise aufgebracht werden kann, um Benutzerkomfort zu verbessern. Obwohl wie oben beschrieben beabsichtigt ist, das Handstück 1810 über ein herkömmliches Stromkabel 1820 mit einer Stromquelle zu verbinden, ist vorstellbar, das Handstück alternativ oder zusätzlich mit einer Batterie als Stromquelle zu versehen. Zum Beispiel kann eine Batterie geeigneter Größe und Leistung innerhalb des nach hinten gerichteten Endes des Gehäuses 1812 angeordnet werden und ein Steuerschalter kann in das Handstück 1810 oder in Verbindung damit eingebaut werden, so dass der Chirurg das Handstück 1810 zum Beispiel an entfernten Standorten betreiben kann, ohne dass die gesamte weiter oben erörterte modulare Steuereinheit als die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erforderlich ist.
2, 6 und 7 veranschaulichen, dass das nach vorn gerichtete Ende 1834 des Gehäuses 1812 in Längsrichtung ein bekanntes Linearsolenoid 1836 erhält, das über Anschlussdrähte 1838 mit dem Stromkabel 1820 in der üblichen Art und Weise verbunden ist. Ein Beispiel eines gegenwärtig erhältlichen geeigneten Solenoids wird durch die Lucas Company unter der Produktbezeichnung STA Series Push angeboten. Das Solenoid mit der Teilenummer 195203-331 ist besonders geeignet und ist etwa ein Zoll lang und etwa ein halbes Zoll breit und hat einen Kolben mit einer Länge von etwa ein und sieben Achtel Zoll.
Sicherlich sind andere Solenoide des Schub-Typs ebenfalls geeignet, insofern sie die geeigneten technischen Daten für die hierin beschriebenen Funktionen aufweisen. Wenn zum Beispiel ein Handstück kleineren Durchmessers bevorzugt wird, ist ein kleineres Solenoid erforderlich, um betriebsfähig in das Gehäuse zu passen.
Ein Plunger oder Kolben 1840 ist ebenfalls verschiebbar und in Längsrichtung in dem Solenoid 1836 angeordnet, so dass er nach vorn betätigt wird, wenn das Solenoid über die bereits erwähnte Fußsteuerung 15 signalisiert wird. Das nach vorn gerichtete Ende des Solenoids 1836 ist mit einem Außengewinde 1842 für verstellbare Verbindung mit dem Kopfstück 1814 versehen, das an späterer Stelle beschrieben wird. In der bevorzugten Ausführung unter Verwendung des an anderer Stelle hierin besprochenen Solenoids der Bauart STA ist das Außengewinde an dem Ende 1842 ein Gewinde 3/8-24, wenngleich sich diese Vorgabe ändern kann, wenn ein Handstückgehäuse und ein Solenoid unterschiedlicher Größe verwendet werden.
Wie in 6 und 9 gezeigt, sind an dem Solenoidkolben 1840 eine Presssitzscheibe 1844 und eine Gleitsitzdichtung 1846, vor der Scheibe 1844 angeordnet, koaxial angebracht, was dazu dient, die Dichtung 1846 innerhalb des Kopfstückes 1814 zu halten. Vorzugsweise (nicht notwendigerweise) ist die Gleitsitzdichtung 1846 von einer bestimmten bekannten und handelsüblichen Ausführung, die aus TEFLON^® oder aus einem ähnlichen glatten Stoff ausgebildet und mit einer Innenschraubenfeder versehen ist, die die Dichtung 1846 radial nach außen und nach innen vorspannt, wenn sich der Solenoidkolben 1840 innerhalb des Kopfstückes 1814 koaxial durch die Scheibe 1844 und die Dichtung 1846 nach vorn und nach hinten bewegt.
Das Kopfstück 1814 wird in 2, 3, 5A und 6 als eine Form aufweisend veranschaulicht, die im Wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes mit einer vorderen Spitze 1848 mit Außengewinde ist. Das Gewindeende 1848 ist auf geeignete Weise ausgebildet, um selektiv entfernbar auf übliche Art und Weise in die Nabe 1870' mit Innengewinde einer Augenschere des Tafelscherentyps, wie zum Beispiel die bereits besprochene und zum Beispiel in 2 unter Nummer 1870 veranschaulichte, einzugreifen. Somit ist das Ende 1848 mit Außengewinde vorzugsweise #10-32.
Verschiedene Hersteller stellen ähnliche Scheren her, die ein unterschiedliches Gewinde oder eine andere Verbindungsstruktur als die bereits besprochene Vorrichtung ER-GOTEC^TM haben können. In diesem Fall kann die Kopfstück-Spitze 1848 auf bekannte Art und Weise nach Erfordernis geändert werden, um eine wirkende Verbindung mit der Nabe des chirurgischen Instrumentes zu erreichen.
Das Kopfstück 1814 hat ein Griffende 1849 mit einer glatten, schrägen Oberfläche, die sich nach vorn zu der Spitze 1848 hin verjüngt, zum Beispiel aus poliertem Edelstahl, mit dem vorzugsweise das gesamte Kopfstück 1814 auszubilden ist. Alternativ dazu kann der nach vorn abgewinkelte Greifabschnitt 1849 wenigstens teilweise mit einem anderen Stoff beschichtet sein, wie zum Beispiel mit Silikon oder mit einem Elastomer, so dass die Oberfläche nach wie vor glatt oder mit Furchen geformt ist, wie sie zum Beispiel als 1850 in 3 und 5 beispielhaft veranschaulicht werden, um verbesserten Griff und somit Komfort zu bieten und um das Risiko zu senken, dass ein befestigtes chirurgisches Instrument in der Hand des Chirurgen rutscht.
4 und 5 veranschaulichen eine zentrale Längsöffnung 1852 innerhalb des Kopfstückes 1814, durch die der Betätigungsstift (nicht gezeigt) der Schere 1870 durch die nach vorn gerichtete Spitze 1841 des Solenoidkolbens 1840 berührt wird, wenn sich der Kolben 1840 in der in 9 mit Volllinien gezeigten betätigten Stellung befindet. Die gestrichelten Linien in 9 veranschaulichen die Stellung des Kolbens 1840 in einem unerregten, zurückgezogenen Zustand, in den der Kolben zurück geht, nachdem er das chirurgische Instrument betätigt hat. Normalerweise wird die Rückkehr in diese Stellung (in 9 mit 1843 bezeichnet) wenigstens teilweise durch einen bekannten Federmechanismus innerhalb der Nabe 1870 bewirkt.
Das nach hinten gerichtete Ende des Kopfstückes 1814 besteht aus einer ringförmigen, flachen Fläche 1854, veranschaulicht in 4, die zu dem nach vorn gerichteten Ende des Solenoids 1836 zeigt. In der Stirnseite 1854 hat das Kopfstück 1814 eine gerade, zylindrische Wand, die so dimensioniert und mit einem Innengewinde versehen ist, dass sie das entsprechende Ende 1842 mit einem Außengewinde des Solenoids 1836 aufnimmt. Außen erstreckt sich die Stirnseite 1854 radial nach außen, bis sie eine gerade, ringförmige Außenseitenwand 1856 kreuzt. Wie andere Ecken des Kopfstückes auch kann die Kante des Schnittpunktes zwischen der Stirnseite 1854 und der Seitenwand 1856 wie gezeigt abgeschrägt sein, wenn dies für mehr Komfort und Nutzungsfreundlichkeit gewünscht wird.
Die Außenseitenwand 1856 wird vorzugsweise mit wenigstens drei (gleich beabstandeten), jedoch notwendigerweise mit wenigstens einer, quer liegenden Bohrung 1858 mit Innengewinde zur Aufnahme bekannter Klemmschrauben (wie zum Beispiel Schrauben #2-56, nicht gezeigt) auf übliche Art und Weise versehen, um somit das Gewindeende 1842 des Solenoids 1836 in einer vorgewählten Stellung in Längsrichtung innerhalb des Kopfstückes 1814 zu befestigen, wie nachstehend weiter beschrieben werden wird.
Die Außenseitenwand 1856 ist wünschenswerterweise mit einer ausgebildeten ringförmigen Nut 1860 zur Aufnahme eines herkömmlichen O-Ringes 1862 versehen, so dass das Kopfstück 1814 mit Haftpassung an der zylindrischen Innenseitenwand des Gehäuses 1812 sitzt. Die ringförmige Nut 1860 ist in 9 am deutlichsten zu sehen, in der der O-Ring weggelassen wurde. Der O-Ring 1862 wird in 2 gezeigt und im Querschnitt in 3 und 6.
Weiterführend nach vorn innerhalb des Kopfstückes 1814 von der Gewinde-Innenwand des nach hinten gerichteten Endes, d.h. die in 4 zu sehende Ansicht, ist ein Paar Absätze oder Ansätze ausgebildet, die am deutlichsten in den schematischen 5A und 9 gezeigt und mit 1864 und 1866 bezeichnet werden. Eine geradseitige ringförmige Wand 1868 erstreckt sich zwischen den Ansätzen 1864 und 1866 und stellt eine Umfangsbegrenzung für die Gleitsitzdichtung 1846 bereit, wenn sich der Solenoidkolben 1840 während der Betätigung und des Rücklaufs in Längsrichtung bewegt. Die Wand 1868 schließt den nach vorn und innen gerichteten Ansatz 1866 ab und bildet eine nach außen gerichtete Begrenzung für die Gleitsitzdichtung 1846. Die Presssitzscheibe 1846, sitzt gegen- den Ansatz 1864 nach hinten gerichtet von der Dichtung 1846 und mit der Innenwand des Kopfstückes in Presspassung. Somit wird die Gleitsitzdichtung in einer vorgewählten Stellung innerhalb des Kopfstückes gehalten, und die Motorwelle kann sich in Längsrichtung koaxial innerhalb der Gleitsitzdichtung und der hinter der Dichtung befindlichen Presssitzscheibe bewegen.
Insgesamt ist das Handstück 1810 aus Werkstoffen ausgebildet, die dauertest und für wiederholte Reinigung und Desinfektion zugänglich sind, ohne dabei vorzeitig auszufallen. Wie erörtert kann die allgemeine Form des Handstückes 1810 etwas geändert werden und dennoch angemessen funktionieren. Es ist jedoch notwendig, dass der Solenoidkolben in axialer Ausrichtung mit der Spitze des Betätigungsstiftes der Schere positioniert wird. Für die bevorzugte Ausführung ist natürlich das hierin beschriebene Kopfstück oder ein funktional gleichwertiges erforderlich.
Unter Bezugnahme auf 5A werden die folgenden in der Figur mit den Pfeilen a bis g angedeuteten Maße als Beispiel eines Kopfstückes 1814 innerhalb des Geltungsbereiches der Erfindung bereitgestellt. Es ist zu beachten, dass die bereitgestellten Figuren eine bevorzugte Form des Kopfstückes 1814 nicht einschränken sollen, sondern lediglich ein Beispiel darstellen sollen. In Tausendstel Zentimeter (Zoll) sind die bevorzugten Maße für das Kopfstück 1814 wie folgt: a – 1143 (450), b – 610 (240), c – 2619 (1031), d – 2301 (906), e – 1031 (406), f – 371 (146) und g – 239/264 (094/104).
Bei der Herstellung ist die Reihenfolge der Montageschritte der Kopfstück-Baugruppe (d.h. des Kopfstückes, des Solenoids und des Solenoidkolbens mit Gleitsitzdichtung und Presssitzscheibe) des Handstückes 1810 wie folgt: 1) die Gleitsitzdichtung 1846 und die Presssitzscheibe oder Buchse 1844 werden in das Kopfstück 1814 eingebaut; 2) das Gewindeende 1842 des Solenoids 1836 wird auf das Kopfstück 1814 aufgeschraubt; 3) der Solenoidkolben 1840 wird in das Solenoid 1836 eingeführt, und zwar nach vorn gerichtet auf das Kopfstück 1814 zu; 4) während der Solenoidkolben 1840 in der erwähnten Sitzstellung innerhalb des Solenoids 1836 gehalten wird, wird das Kopfstück 1814 gedreht, um eine vorher bestimmte Maßeinstellung (oder einen Eichwert mit einer Messuhr) zu erreichen, d.h. die Spitze 1841 des Plungers 1840 ist in Längsrichtung in Bezug auf das Kopfstück 1814 positioniert, damit die Schere 1870 ordnungsgemäß funktioniert; und 5) die Klemmschrauben werden in Querrichtung in das Kopfstück 1814 eingebaut und gegen das Gewindeende 1842 des Solenoids 1836 angezogen, um das Kopfstück 1814 an dem Solenoid 1836 in der vorgewählten Längsposition zu befestigen. Nachdem die oben genannten Schritte durchgeführt worden sind, wird das montierte Kopfstück mit Presspassung in das nach vorn gerichtete Ende 1834 des Gehäuses 1812 eingebaut, und das Endstück 1816 wird mit Presspassung in das nach hinten gerichtete Ende 1832 des Gehäuses 1812 eingebaut.
Nach wie beschrieben durchgeführter Montage wird das Handstück 1810 voreingestellt, so dass keine Einstellung und keine zusätzliche Montage durch den Chirurgen erforderlich sind. Vielmehr soll der Benutzer nicht versuchen, das Handstück auseinander zu bauen, da dies mit sehr großer Wahrscheinlichkeit zur Unterbrechung der sorgfältig kalibrierten Positionierung des Solenoidkolbens in Bezug auf die Spitze des Kopfstückes, d.h. in Bezug auf die betätigte Nadelspitze des chirurgischen Instrumentes, das lösbar mit dem Kopfstück verbunden ist, führen würde.
Somit ist ohne Weiteres erkennbar, dass die Gesamtkonstruktion und das Montageverfahren des neuen Handstückes 1810 gegenüber bekannten Handstücken stark vereinfacht sind und dass das neue Handstück daher wirtschaftlicher in der Herstellung und einfacher in der Anwendung ist, ohne dass der Chirurg dafür eine zusätzliche Spezialausbildung über seine bereits vorhandene Ausbildung hinaus benötigen würde.
Angesichts des Vorstehenden ist offensichtlich, dass mehrere Aufgaben der Erfindung gelöst und weitere Vorteile erzielt werden.
Wenngleich sich die vorstehende Beschreibung auf die bevorzugte Ausführungsart der Erfindung bezieht, sind verschiede Änderungen vorstellbar.
Da verschiedene Änderungen an den hierin beschriebenen und veranschaulichten Konstruktionen vorgenommen werden können, ohne von dem Geltungsbereich der Ansprüche abzuweichen, sollen alle Aspekte der vorstehenden Beschreibung und der Veranschaulichung in den anhängenden Zeichnungen als veranschaulichend und nicht als beschränkend verstanden werden.

Claims

Kopfstück (1814) zum Verbinden eines chirurgischen Instrumentes mit einem Linear-Solenoidbetätigungselement (1836) an einer Position relativ zu einer Längsachse des Linear-Betätigungselementes, wobei das Kopfstück an dem Linear-Solenoidbetätigungselement angebracht werden kann und eine mittige Längsöffnung (1852) zur Aufnahme der Spitze des Kolbens des Solenoidbetätigungselementes (1836) aufweist und des Weiteren eine Struktur (1848) zur Verbindung des Kopfstücks mit einem chirurgischen Instrument umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstruktur (1848) zur lösbaren Verbindung des Kopfstücks mit dem chirurgischen Instrument dient, und dass das Kopfstück die Kombination aus einer Struktur (1854) zum verstellbaren Anbringen des Kopfstücks an dem Linear-Betätigungselement um verstellbares Anbringen in einer Längsrichtung an eine vorgewählte kalibrierte Position zu ermöglichen, und einer Einrichtung (1858) zum Fixieren des Kopfstücks an dem Linear-Betätigungselement in der vorgewählten kalibrierten Position umfasst, und wobei das Linear-Solenoidbetätigungselement ein nach vorn gerichtetes, mit Außengewinde versehenes Ende (1842) hat und die Struktur (1854) zum verstellbaren Anbringen des Kopfstücks Innengewindegänge umfasst, die an einem nach hinten gerichteten Ende des Kopfstücks (1814) ausgebildet ist, und die Innengewindegänge den Außengewindegängen des mit Außengewinde versehenen Endes des Solenoids entsprechen, um so verstellbares Anbringen des Kopfstücks an dem Solenoid zu ermöglichen.
Kopfstück nach Anspruch 1, wobei die Struktur zum Fixieren des Kopfstücks an dem Linear-Betätigungselement eine Seitenwand des Kopfstücks und wenigstens eine Klemmschraube (1855) ist, und die Seitenwand wenigstens ein mit Gewinde versehenes Querloch aufweist, das eine der wenigstens einen Klemmschrauben aufnimmt, um so mit dem Kopfstück in Eingriff zu kommen und es an dem Linear-Betätigungselement an einer vorgewählten kalibrierten Position zu fixieren.
Kopfstück nach Anspruch 1 oder 2, das wenigstens teilweise mit einer glatten Beschichtung versehen ist.
Kopfstück nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, das eine Softgrip-Beschichtung aus Elastomer umfasst.
Handstück (1810) zum Betätigen eines linear betätigten chirurgischen Instrumentes, das mit dem Handstück verbunden ist, und das ein Gehäuse (1812) mit einem ersten Ende sowie einem zweiten Ende (1832) und einer durchgehenden Seitenwand, die sich von dem ersten Ende (1834) des Gehäuses zu dem zweiten Ende des Gehäuses erstreckt; ein Linear-Betätigungselement (1836), das ein Solenoid ist, das ein nach vorn gerichtetes, mit Außengewinde versehenes Ende (1842) aufnimmt, das funktionell in dem Gehäuse gehalten wird; ein Kopfstück (1814) umfasst, das an dem ersten Ende (1834) des Gehäuses angebracht und zur Verbindung mit einem chirurgischen Instrument eingerichtet ist, wobei das zweite Ende (1832) des Gehäuses umschlossen und flüssigkeitsdicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfstück einem der vorangehenden Ansprüche entspricht und an dem Linear-Betätigungselement an einer vorgewählten kalibrierten Position relativ zu der Längsachse des linearen Betätigungselements fixiert ist.
Handstück nach Anspruch 5, das des Weiteren ein Endstück (1816) umfasst, das an dem zweiten Ende (1832) des Gehäuses angebracht ist und es umschließt, so dass das zweite Ende des Gehäuses flüssigkeitsdicht ist.
Handstück nach Anspruch 6, wobei das Endstück ein Stromkabel (1820) aufnimmt, um das Linear-Betätigungselement in dem Gehäuse über das Stromkabel mit einer Stromquelle zu verbinden.
Handstück nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Solenoid (1836) vom Schub-Typ ist.
Handstück nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das Linear-Betätigungselement (1836) einen nach vorn gerichteten Längskolben (1840) hat und das Kopfstück eine mittige Längsöffnung (1852) hat, die dazu dient, durch sie hindurch Längs-Endkontakt des nach vorn gerichteten Endes des Kolbens des Linear-Betätigungselementes mit einer nach hinten gerichteten Spitze eines Betätigungsbolzens eines chirurgischen Elementes herzustellen, das mit dem Kopfstück verbunden ist.
Handstück nach Anspruch 9, wobei das Kopfstück zusätzlich eine Gleitsitzdichtung (1846) und eine Druckscheibe (1844) umfasst, die um den Kolben (1840) herum positioniert sind.
Handstück nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei das lineare Betätigungselement mit einer Stromquelle und einem Steuermechanismus verbunden werden kann.
Handstück nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei das Handstück wenigstens teilweise aus rostfreiem Stahl besteht.
Verfahren zum Zusammensetzen eines Handstücks für chirurgische Instrumente nach Anspruch 10, das umfasst: a) Einsetzen der Gleitsitzdichtung und der Presssitzscheibe in das Kopfstück; b) verstellbares Einführen des nach vorn gerichteten Endes des Linear-Betätigungselementes in das Kopfstück; c) Einstecken des Kolbens des Linear-Betätigungselementes in ein nach hinten gerichtetes Ende des Kopfstücks; d) Halten des Kolbens des Linear-Betätigungselementes in der eingeführten Position in dem Kopfstück; e) Kalibrieren der Längsposition des Linear-Betätigungselementes relativ zu dem Kopfstück, wobei die Längsposition erforderlich ist, um funktionellen Kontakt des Kolbens des Linear-Betätigungselementes mit einem Betätigungsbolzen eines chirurgischen Elementes herzustellen, das mit dem Kopfstück verbunden werden kann; und f) Fixieren der Längsposition des Linear-Betätigungselementes in der kalibrierten Einstellung.
Verfahren nach Anspruch 13, das des Weiteren den Schritt umfasst, bei dem ein nach hinten gerichtetes Ende des Kopfstücks der Kopfstückbaugruppe in ein nach vorn gerichtetes Ende eines Gehäuses des Handstücks pressgepasst wird, so dass das Linear-Betätigungselement, das an dem Kopfstück fixiert ist, in dem Gehäuse aufgenommen und darin gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, das des Weiteren den Schritt umfasst, bei dem ein Endstück des Handstücks in ein nach hinten gerichtetes Ende des Gehäuses pressgepasst wird, um so zu bewirken, dass das nach hinten gerichtete Ende des Gehäuses flüssigkeitsdicht ist.
Verfahren nach Anspruch 15, das des Weiteren den Schritt, bei dem das Handstück in einen Zustand gebracht wird, in dem es durch Strom angetrieben werden kann, indem ein von dem Endstück gehaltenes Stromkabel mit Zuleitungsdrähten verbunden wird, die mit dem Linear-Betätigungselement in dem Gehäuse verbunden sind, vor dem Schritt des Presspassens des Endstücks in das nach hinten gerichtete Ende des Gehäuses umfasst, wobei das Stromkabel mit einer Stromquelle verbunden werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei der Schritt des Fixierens der Längsposition ausgeführt wird, indem wenigstens eine Klemmschraube in ein Gewindeloch eingeführt wird, das in Querrichtung durch eine äußere Seitenwand des nach hinten gerichteten Endes des Kopfstücks ausgebildet ist, und das nach vorn gerichtete Ende des Linear-Betätigungselementes mit der wenigstens einen Klemmschraube in Eingriff gebracht wird.